第三章物理常數(shù)測定法主講：游幸暉目的要求

1．掌握《中國藥典》2010年版附錄中收載的物理常數(shù)的類型。2．掌握物理常數(shù)測定的基本原理及應(yīng)用。3．熟悉各種物理常數(shù)測定方法及注意事項(xiàng)。CompanyLogo《中國藥典》2005年版收載的物理常數(shù)有熔點(diǎn)、鎦程、凝點(diǎn)、相對(duì)密度、吸收系數(shù)、比旋度、折光率、黏度等CompanyLogoContents相對(duì)密度測定法

1餾程測定法

2熔點(diǎn)測定法

3旋光度測定法

4折光率測定法

5黏度測定法

6CompanyLogo第一節(jié)相對(duì)密度測定法

相對(duì)密度（relativedensity）

系指在共同的特定條件下（如同一溫度等），某物質(zhì)（液體）的密度與另一參考物質(zhì)的密度之比。即在相同條件下，物質(zhì)比純化水重的倍數(shù)，通常用來表示。《中國藥典》2010年版除另有規(guī)定外，均指t＝20℃時(shí)的比值。

CompanyLogo如乙醇要求相對(duì)密度不大于0.8129，即相當(dāng)于含不少于95.0％（ml/ml）。

純度變更，相對(duì)密度亦隨同改變，可以區(qū)別或檢查藥品的純雜程度。CompanyLogo測定方法

比重瓶法儀器不同韋氏比重秤法比重計(jì)法CompanyLogo（一）比重瓶測定法

適用于測量不揮發(fā)或揮發(fā)性很小的液體的相對(duì)密度。優(yōu)點(diǎn)：測得準(zhǔn)確，用量少。CompanyLogo1.取潔凈、干燥并精密稱定的比重瓶，裝滿供試品（溫度應(yīng)低于20℃或按各藥品規(guī)定的溫度）后，裝上溫度計(jì)（瓶中應(yīng)無氣泡）。置20℃（或各藥品規(guī)定的溫度）左右的水浴中浸泡10～20分鐘，用濾紙除去溢出的液體，立刻蓋上罩。然后取出，用濾紙將比重瓶的外壁擦干，精密稱定，減去比重瓶的重量，求得供試品的重量后，將供試品傾去，洗凈比重瓶。2.裝滿新沸過的冷水，再照上法測得同一溫度時(shí)水的比重，按左式計(jì)算即得：CompanyLogo注意事項(xiàng)1．比重瓶必須是潔凈干燥的,一般可先稱空瓶重，再裝供試品稱重，最后裝水稱重，如此操作比較方便。2．供試品或水裝瓶時(shí)必須注意不要有氣泡。如有氣泡則應(yīng)稍放置，待氣泡逸去后再調(diào)節(jié)，如糖漿、甘油等黏稠液體必須小心沿壁倒入。若產(chǎn)生氣泡，必要時(shí)可以壓縮空氣而除去之。CompanyLogo3．稱重時(shí)需迅速進(jìn)行，以免供試品因膨脹從瓶塞毛細(xì)管溢出。室溫超過20℃往往使比重瓶在稱量時(shí)有水蒸氣冷凝于比重瓶外，故需迅速稱量。4．溫度調(diào)好后，小心塞緊瓶塞，瓶塞毛細(xì)管中必須充滿液體，待瓶內(nèi)無氣泡，用濾紙將瓶塞頸部的水拭干，此時(shí)應(yīng)用戴細(xì)布手套的手指拿住瓶頸，以免液體受體溫膨脹外溢。然后快速稱量，否則影響結(jié)果的準(zhǔn)確性。CompanyLogo5．室溫低于20℃時(shí)，可不必迅速稱量，比重瓶的毛細(xì)管由于液體體積縮小，使毛細(xì)管有部分液體縮小而充滿氣體，其重量可忽略不計(jì)。6．供試品如為油類，測定后應(yīng)盡量傾出油滴，用乙醚或石油醚沖洗數(shù)次，待油類完全洗去，再用醇、水沖洗，最后用水沖洗干凈，方能測定水的重量。洗瓶時(shí)不要忘記洗滌瓶塞。7．采用新煮沸數(shù)分鐘并冷卻的水，其目的是除去水中少量的空氣。CompanyLogo（二）韋氏比重秤法（Westphal）

韋氏（Westphal）比重秤原理:依據(jù)一定體積的物體（如比重秤的玻璃錘），在各種液體中所受的浮力與該液體的相對(duì)密度成正比。----適合測定易揮發(fā)液體的相對(duì)密度或室溫超過20℃液體密度的測定。當(dāng)供試品量足夠供測定用時(shí)，可選用此法。特點(diǎn)：結(jié)果準(zhǔn)確可靠，簡便迅速，可直接讀數(shù)。CompanyLogo

韋氏比重秤構(gòu)造

玻璃錘、橫梁、支柱、砝碼和玻璃圓筒等。1.支架2.調(diào)節(jié)器3.指針4.橫梁5.刀口6.游碼7.小鉤8.細(xì)白金絲9.玻璃錘

10.玻璃圓筒11.調(diào)節(jié)螺絲CompanyLogo韋氏比重秤法的使用方法

取20℃時(shí)相對(duì)密度為1的韋氏比重秤，安放在溫度適當(dāng)?shù)氖覂?nèi)，應(yīng)避免受熱或受冷、受氣流及震動(dòng)的影響，并將其穩(wěn)定的安裝在水泥平臺(tái)上，其周圍不得有強(qiáng)烈磁流及腐蝕氣體等。使用時(shí)先將儀器盒內(nèi)各種物件依次取出，將玻璃錘和玻璃圓筒洗凈、干燥，再將調(diào)節(jié)器螺絲放松，將托架升至適當(dāng)高度后旋緊螺絲。橫梁置于托架的瑪瑙刀座上，用等重砝碼掛于橫梁右端的小鉤上，調(diào)整水平螺絲，使指針與支架左上方另一指針對(duì)準(zhǔn)，即為平衡。CompanyLogo將等重砝碼取下，換上整套玻璃錘。此時(shí)必須保持平衡，但允許±0.005的誤差，否則應(yīng)予以校正。用新沸過的冷水將所附玻璃圓筒（或50ml比色管）裝至體積的80％左右，置20℃（或該藥品項(xiàng)下規(guī)定溫度）左右的水浴中，攪動(dòng)玻璃圓筒內(nèi)的水，調(diào)節(jié)溫度至20℃（或該藥品項(xiàng)下規(guī)定溫度）±1℃（一般操作時(shí)用冰水或適當(dāng)溫度的水進(jìn)行調(diào)節(jié)至規(guī)定溫度）。CompanyLogo將懸于秤端的玻璃錘浸入圓筒內(nèi)的水中，秤臂右端懸掛游碼于1.000比重處，調(diào)節(jié)調(diào)整螺絲或秤臂左端平衡用的螺絲使平衡，然后將玻璃圓筒內(nèi)的水傾去，拭干。裝入供試液至相同的高度，并用同法調(diào)節(jié)溫度后，再把拭干的玻璃錘沉入供試液中，調(diào)節(jié)秤臂上游碼的數(shù)量與位置使平衡，讀取數(shù)值，即得供試品的相對(duì)密度。若該比重秤系在4℃時(shí)相對(duì)密度為1，則用水校正時(shí)，游碼應(yīng)懸于0.9982處，并將在20℃測得的供試品比重除以0.9982。CompanyLogo第二節(jié)餾程測定法

一、基本原理

沸點(diǎn)（或稱沸騰溫度）系指液態(tài)物質(zhì)的蒸汽壓力隨溫度上升而增大，當(dāng)蒸汽壓力與大氣壓力相等時(shí)，液體呈現(xiàn)沸騰現(xiàn)象，此時(shí)溫度即為該物質(zhì)的沸點(diǎn)。

餾程系指一種液體照下述方法蒸餾，校正到標(biāo)準(zhǔn)壓力〔101.3kPa（760mmHg）〕下，自開始蒸餾出第5d算起，至供試品僅剩3～4ml，或一定比例的容積蒸餾出時(shí)的溫度范圍。－－可以區(qū)別或檢查藥品純凈的程度CompanyLogo操作方法

取供試品25ml，經(jīng)長頸的干燥小漏斗，轉(zhuǎn)移至干燥的蒸餾瓶中，加入潔凈的無釉小瓷片數(shù)片，插上帶有磨口的溫度計(jì)，冷凝管的下端通過接流管接以25ml的量筒為接收器。如用直接火焰加熱，則將蒸餾瓶置石棉板中心的小圓孔上,并使蒸餾瓶壁與小圓孔邊緣緊密貼合，以免氣化后的蒸氣繼續(xù)受熱，然后用直接火焰加熱使供試品受熱沸騰，調(diào)節(jié)溫度，使每分鐘餾出2～3ml，注意檢讀自冷凝管開始餾出第5滴時(shí)與供試品僅剩3～4ml或一定比例的容積餾出時(shí)，溫度計(jì)上所顯示的溫度范圍，即為供試品的餾程。CompanyLogo注意事項(xiàng)

1．供試品的沸點(diǎn)在80℃以下者用水浴，其液面始終不得超過供試品的液面。如系易燃性藥物乙醚、三氯甲烷等可用恒溫水浴或蒸氣水浴鍋，切勿在水浴下再用明火加熱，以免引起火災(zāi)。2．供試品的沸點(diǎn)在80℃以上時(shí)用直接火焰或其他電加熱器加熱，同時(shí)火源（如酒精噴燈或煤氣燈等）始終不能超過供試品液面，以免發(fā)生過熱蒸汽，溫度計(jì)指示較高的溫度，使測定結(jié)果造成誤差。3．溫度計(jì)校正，溫度為分浸型具有0.5℃刻度者，其準(zhǔn)確度可按熔點(diǎn)測定法項(xiàng)下校正。CompanyLogo

4．為防止發(fā)生爆沸現(xiàn)象，應(yīng)加入一些止爆劑或用一端封閉的毛細(xì)管或潔凈的小瓷片，在蒸餾開始前加入，切不可在將近沸騰時(shí)再加，否則將引起爆沸而沖出瓶外，如為易燃物質(zhì)更會(huì)引起火災(zāi)！宜特別注意。止爆劑經(jīng)一次沸騰后即失去作用，必須新加，如蒸餾中途停止，再繼續(xù)蒸餾之前，應(yīng)再補(bǔ)充新的止爆劑，如用毛細(xì)管為止爆劑，應(yīng)取長度超過蒸餾瓶的直徑能倒立于瓶中為宜。5．蒸餾速度不宜過快，調(diào)節(jié)溫度，使每分鐘餾出2～3ml，火力不宜太強(qiáng)，以免產(chǎn)生過熱蒸汽。一般開始加熱至初餾點(diǎn)應(yīng)為5～10分鐘，餾出90％至干點(diǎn)（即終沸點(diǎn)）為3～5分鐘。CompanyLogo

6．餾出液5滴時(shí)檢讀溫度，此5滴應(yīng)在冷凝管下端出口處算起。7．勿在空氣流動(dòng)地方操作，否則影響讀數(shù)，最好在室溫恒溫20～25℃進(jìn)行蒸餾。8．餾程在80℃以下的供試品，量取及測量餾出物體積時(shí)，均宜在5～10℃水浴中進(jìn)行。餾程在80℃以上的在常溫下進(jìn)行。CompanyLogo9．《中國藥典》2005年版規(guī)定，測定時(shí)氣壓如在101.3kPa（760mmHg）以上，每高0.36kPa（27mmHg）應(yīng)將測得的溫度減去0.1℃，如果在101.3kPa（760mmHg）以下，每低0.36kPa（27mmHg），應(yīng)增加0.1℃。CompanyLogo第三節(jié)熔點(diǎn)測定法

熔點(diǎn)（MeltingPoint）:由固體熔化成液體的溫度融熔同時(shí)分解的溫度在熔化時(shí)初熔至全熔經(jīng)歷的溫度范圍----可以鑒別藥物，檢查藥物的純凈程度

CompanyLogo熔融同時(shí)分解樣品受熱達(dá)到一定溫度時(shí)產(chǎn)生氣泡、變色或渾濁初熔樣品開始局部液化、出現(xiàn)明顯液滴全熔樣品全部液化CompanyLogo

初熔全熔供試品“發(fā)毛”、“收縮”階段過長時(shí)，說明供試品質(zhì)量較差。CompanyLogo測定方法

ChP共收載三法(依照物質(zhì)的性質(zhì)不同)第一法測定易粉碎的結(jié)晶性固體如各種結(jié)晶型藥物第二法測定不易粉碎的固體藥物如脂肪、石蠟、羊毛脂第三法測定凡士林等非固體樣品----樣品需先經(jīng)干燥后才測定熔點(diǎn)√√CompanyLogo熔點(diǎn)在一定程度上反映了物質(zhì)固態(tài)時(shí)的晶格能的大小。晶格能愈大，熔點(diǎn)也愈高。格子力的大小受分子間作用力的本性，分子結(jié)構(gòu)與性狀以及晶格類型三種因素的支配?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)相同，但晶型不同，熔點(diǎn)也就不相同。而同一藥品往往因晶型不同，其療效也不一樣。如無味氯霉素A晶型熔點(diǎn)為89～95℃；B晶型的熔點(diǎn)為86～91℃。CompanyLogo化合物分子中引入能形成氫鍵的官能團(tuán)后，其熔點(diǎn)升高；同系物中，熔點(diǎn)隨分子量的增大而升高；分子結(jié)構(gòu)愈對(duì)稱，愈利于排成整齊的形式，造成更大的格子力，則熔點(diǎn)也愈高。CompanyLogo儀器

容器

放傳溫液用，燒杯、圓底燒瓶、b形玻璃管等攪拌器玻璃棒或磁力攪拌器溫度計(jì)

0.5℃刻度，預(yù)先用待測對(duì)照品校正毛細(xì)管

>9cm,內(nèi)徑0.9-1.1mm,厚0.10-0.15mm,

一端熔封,用中性硬質(zhì)玻璃毛細(xì)管傳溫液

<80℃,水、>80℃,硅油或液體石蠟CompanyLogo

易粉碎固體藥品研粉，干燥。在毛細(xì)管中裝入供試品3mm重復(fù)3次測定，取平均值CompanyLogo

不易粉碎固體藥品供試品熔融(minT)吸入毛細(xì)管(雙開口)10cm<10℃靜置24h，凝固毛細(xì)管縛在溫度計(jì)上Bp約低5℃,慢升溫供試品開始上升記錄溫度CompanyLogo

凡士林或類似物質(zhì)供試品加熱90℃,厚12cm冷至BP上限10℃大水銀球溫度計(jì)冷至5℃粘附供試品至混濁浸入<16℃的水中溫度計(jì)插入試管中塞緊水浴加熱38℃后1℃/min供試品第一滴滴落CompanyLogo注意事項(xiàng)

1．毛細(xì)管的大小由于毛細(xì)管內(nèi)裝入供試品量對(duì)熔點(diǎn)測定結(jié)果有影響，內(nèi)徑大了，全熔溫度會(huì)偏高0.2℃～0.4℃之間，故毛細(xì)管的內(nèi)徑必須按規(guī)定選用。中性硬質(zhì)玻璃長度≥90mm

內(nèi)徑0.9~1.1mmCompanyLogo2．溫度計(jì)的使用：分浸型，具0.5℃刻度須先經(jīng)校正。3．傳溫液的使用：m.p＜80℃水

m.p＞80℃硅油或液狀石蠟（1）傳溫液用后蓋好：以免吸收水分不能使用（硫酸鉀硫酸）。（2）硫酸鉀硫酸液冷卻后即凝固，再使用時(shí)必須在水浴內(nèi)加溫至周圍大部分熔化，后再小火直接加熱使其熔化，否則一開始用直火加熱，受熱太猛，固體迅速膨脹使燒杯炸裂造成事故。（3）溫度計(jì)用完后冷卻后擦干，勿立即用水沖洗，溫度計(jì)會(huì)破裂。CompanyLogo4．供試品的使用：必須研細(xì)并經(jīng)干燥，測定才準(zhǔn)確。熔點(diǎn)范圍低限在135℃以上，受熱不分解的供試品，可采用105℃干燥；熔點(diǎn)在135℃以下的或受熱分解的供試品，可在五氧化二磷干燥器中干燥過夜。一般說，除另有規(guī)定外，應(yīng)參照各該藥品項(xiàng)下干燥失重的溫度干燥。

CompanyLogo第四節(jié)旋光度測定法

一、基本原理

不對(duì)稱碳原子

H

︱R－C－R′

︱CH3手性碳原子具有光學(xué)活性CompanyLogo

葡萄糖CompanyLogo

旋光性：手性化合物使平面偏振光偏振面旋轉(zhuǎn)的性質(zhì)。旋光物質(zhì)：具有旋光性的物質(zhì)稱為旋光物質(zhì)，或稱為光學(xué)活性物質(zhì)。旋光度(polarimetrypolariscopy，α)：偏振面被旋轉(zhuǎn)的角度。右旋體和左旋體：若手性化合物能使偏振面右旋(順時(shí)針)稱為右旋體，用(+)表示；而其對(duì)映體必使偏振面左旋(逆時(shí)針)相等角度，稱為左旋體，用(－)表示。CompanyLogo

鈉光譜D線（589.3nm）

比旋度：測定管長為1dm、濃度為1g/ml

時(shí)測得的旋光度。－－區(qū)別或檢查某些藥品的純雜程度，可測定含量。

CompanyLogo：比旋度；

：實(shí)驗(yàn)測得旋光度值；C：供試品溶液的濃度，即1ml溶液中含有溶質(zhì)的克數(shù)；l：測定管的長度以分米（dm）表示；：測定波長，采用鈉光譜的D線（589.3nm）；t：測定溫度，規(guī)定測定溫度為20℃?；蛴?jì)算公式

CompanyLogo測定方法：比旋度的測定可用自動(dòng)旋光儀和目視旋光儀。

旋光管標(biāo)準(zhǔn)石英旋光管基準(zhǔn)物蔗糖CompanyLogo目測旋光儀

(1)基本構(gòu)造CompanyLogo(2)原理從鈉光源發(fā)出的光，通過一個(gè)固定的Nikol棱鏡——起偏鏡變成平面偏振光。平面偏振光通過裝有旋光物質(zhì)的盛液管時(shí)，偏振光的振動(dòng)平面會(huì)向左或向右旋轉(zhuǎn)一定的角度。只有將檢偏棱鏡向左或向右旋轉(zhuǎn)同樣的角度才能使偏振光通過到達(dá)目鏡。向左或向右旋轉(zhuǎn)的角度可以從旋光儀刻度盤上讀出，即為該物質(zhì)的旋光度。CompanyLogo(3)外形CompanyLogo(4)測定從目鏡中可觀察到的幾種情況：(1)中間明亮，兩旁較暗。(2)中間較暗，兩旁較明亮。(3)視場內(nèi)明暗相等的均一視場。

測定時(shí)，旋轉(zhuǎn)手輪，調(diào)整檢偏鏡刻度盤，應(yīng)調(diào)節(jié)視場成明暗相等的單一視場，讀取刻度盤上所示的刻度值。CompanyLogo刻度盤分兩個(gè)半圓分別標(biāo)出0～180°，固定游標(biāo)分為20等分。讀數(shù)時(shí)，先讀游標(biāo)的0落在刻度盤上的位置(整數(shù)值)，再用游標(biāo)尺的刻度盤畫線重合的方法，讀出游標(biāo)尺上的數(shù)值(可讀出兩位小數(shù))。讀數(shù)CompanyLogo應(yīng)用

1.比旋度的測定

中國藥典許多藥物（如硫酸奎寧、腎上腺素、葡萄糖等）的性狀項(xiàng)下規(guī)定了比旋度的測定。－－鑒別藥物真?zhèn)?，檢查藥物純度CompanyLogo

2.在雜質(zhì)檢查中的應(yīng)用

如硫酸阿托品中莨菪堿的檢查3.在含量測定中的應(yīng)用

如葡萄糖注射液的含量測定

CompanyLogo例葡萄糖注射液的含量測定：取本品適量置2dm長的測定管中，在25℃時(shí)測得旋光度為＋5.40°，空白試驗(yàn)為0°。求葡萄糖注射液中葡萄糖（）的含量?！吨袊幍洹?005年版規(guī)定無水葡萄糖25℃時(shí)的比旋度為＋52.5°至＋53.0°。解：已知l＝2dm＝＋5.40°

按無水葡萄糖（C6H12O6）計(jì)算的含量:

按含一分子水的葡萄糖（）計(jì)算的含量：

CompanyLogo第五節(jié)折光率測定法

一、基本原理折射現(xiàn)象

光線通過兩種密度不同的透明介質(zhì)時(shí)，其速度和方向發(fā)生改變的現(xiàn)象。優(yōu)點(diǎn)：操作簡便、快速、消耗供試品少。缺點(diǎn)：折光率范圍較窄（折光率1.30～1.70）、測定誤差較大、易揮發(fā)的供試品不易測得準(zhǔn)確結(jié)果?？諝?、供試液CompanyLogo

《中國藥典》2005年版規(guī)定用空氣作為第一介質(zhì)（標(biāo)準(zhǔn)介質(zhì)），藥物形成的溶液為第二介質(zhì)，當(dāng)光線從空氣進(jìn)入另一物質(zhì)所得到的比值，就稱為該物質(zhì)的折光率。入射角折射角相對(duì)折光率CompanyLogoHotTip

：折射角稱為臨界角：入射線稱為掠入射線在這種情況下，折光計(jì)的圓形視野中顯示出一半受光，另一半不受光，形成明暗各半的現(xiàn)象。當(dāng)折光計(jì)視野調(diào)節(jié)至明暗各一半時(shí)，光線的折射角即為臨界角，并在折光計(jì)的刻度尺上可以讀出物質(zhì)的折光率。

CompanyLogo二、影響折光率測定的因素1．溫度：溫度升高，折光率降低。

《中國藥典》2005年版收載的折光率多數(shù)指的是20℃時(shí)的折光率。

（水溶液）（油溶液）鈉光譜D線（589.3nm）測定時(shí)的溫度

20℃CompanyLogo2．波長：通常，波長越短，折光率越大?！吨袊幍洹?005年版規(guī)定折光率測定的波長以黃色的鈉光D線（以D表示，λ＝589.3nm），為標(biāo)準(zhǔn)光源。3.壓力：通常，壓力越大，折光率越大。對(duì)氣體物質(zhì)影響較大，對(duì)液體和固體物質(zhì)影響較?。ㄗ鲆后w和固體物質(zhì)可不考慮壓力影響）。CompanyLogo三、阿貝折光儀結(jié)構(gòu)示意圖

CompanyLogo四、應(yīng)用

測定油脂、液